CIMISS縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)應(yīng)用研究

文立恒，馮冼，賈霓云

（湖南省氣象信息中心，湖南 長(zhǎng)沙 410118）

CIMISS縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)應(yīng)用研究

文立恒，馮冼，賈霓云

（湖南省氣象信息中心，湖南 長(zhǎng)沙 410118）

本文詳細(xì)介紹了湖南省縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)和功能模塊，分析了基于CIMISS數(shù)據(jù)環(huán)境的業(yè)務(wù)流程，詳細(xì)闡述了CIMISS統(tǒng)一服務(wù)接口的服務(wù)功能和調(diào)用方法，并針對(duì)縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)接入后的應(yīng)用效果，測(cè)試了CIMISS系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，測(cè)試結(jié)果表明基于CIMISS接口調(diào)取數(shù)據(jù)可以滿足平臺(tái)的時(shí)效性要求。同時(shí)對(duì)CIMISS中獲取的各類資料進(jìn)行了部分校驗(yàn)工作，包括及時(shí)性和準(zhǔn)確性的校驗(yàn)，比對(duì)結(jié)果表明從CIMISS中獲取的資料準(zhǔn)確無(wú)誤。

CIMISS；MUSIC；氣象；API；接口

隨著氣象信息化建設(shè)的全面推進(jìn)，我省大力建設(shè)基于CIMISS系統(tǒng)的省級(jí)集約化數(shù)據(jù)環(huán)境，初步形成以省為中心的數(shù)據(jù)環(huán)境，對(duì)氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行集約化管理，并提供氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)接口（MUSIC：Meteorological Unified Service Interface Community），面向氣象業(yè)務(wù)和科研用戶，提供全國(guó)統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、豐富的數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)和應(yīng)用編程接口（API），向省市縣各級(jí)用戶提供標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)唯一權(quán)威數(shù)據(jù)來(lái)源，解決數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題。目前MUSIC接口每周訪問(wèn)數(shù)達(dá)200萬(wàn)次，訪問(wèn)量達(dá)500G，隨著MUSIC接口越來(lái)越豐富，本地業(yè)務(wù)應(yīng)用需求也越來(lái)越龐大。 近年來(lái)，縣級(jí)氣象業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)榘ü矚庀蠓?wù)、氣象預(yù)警預(yù)報(bào)、綜合氣象觀測(cè)等在內(nèi)的綜合業(yè)務(wù)，2015年按照中國(guó)氣象局“信息化、集約化、標(biāo)準(zhǔn)化”的要求，湖南省氣象局進(jìn)行了“湖南省縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)V2．0版”建設(shè)，其中最重要的部分就是對(duì)接基于CIMISS的省級(jí)集約化數(shù)據(jù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)氣象業(yè)務(wù)的扁平化。

1 平臺(tái)設(shè)計(jì)

1.1 總體設(shè)計(jì)

縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)總體框架基于MICAPS4．0架構(gòu)的“MICAPS縣級(jí)預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)平臺(tái)2．0”，采用B/S、C/S混合架構(gòu)和嵌入開(kāi)發(fā)方式，運(yùn)用WebGIs、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、接口和組件化等技術(shù)，集成綜合氣象觀測(cè)、氣象預(yù)警預(yù)報(bào)、公共氣象服務(wù)以及綜合業(yè)務(wù)管理等模塊，實(shí)現(xiàn)觀測(cè)系統(tǒng)集約化、預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)流程化、服務(wù)系統(tǒng)個(gè)性化和信息發(fā)布快速化，基本改變縣級(jí)氣象部門觀測(cè)、預(yù)報(bào)、服務(wù)系統(tǒng)互不銜接的現(xiàn)狀，為縣級(jí)各類氣象業(yè)務(wù)服務(wù)提供綜合支撐平臺(tái)。這種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)如下。

（1）基于CIMISS省級(jí)數(shù)據(jù)環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)唯一權(quán)威數(shù)據(jù)來(lái)源，解決數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題。（2）提供WEB方式訪問(wèn)，界面直觀，可適應(yīng)于局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)及遠(yuǎn)程操作。（3）實(shí)現(xiàn)軟、硬件及數(shù)據(jù)源由省級(jí)組織統(tǒng)一運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)了市、縣級(jí)零維護(hù)。

1.2 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)架構(gòu)

依托CIMISS、LWFD和省級(jí)共享服務(wù)器以及資料推送與補(bǔ)調(diào)平臺(tái)，以湖南省縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)作為載體，優(yōu)化省市縣一體業(yè)務(wù)流程，構(gòu)建我省縣級(jí)綜合平臺(tái)的數(shù)據(jù)環(huán)境基礎(chǔ)，解決基層臺(tái)站資料調(diào)閱不暢的問(wèn)題，逐步形成扁平化省市縣一體業(yè)務(wù)體系，其數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 縣級(jí)氣象綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

2 CIMISS接口應(yīng)用

從2015年3月開(kāi)始，縣級(jí)氣象綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與CIMISS系統(tǒng)的對(duì)接，完成了國(guó)家自動(dòng)站、區(qū)域自動(dòng)站、土壤水分站、大氣成分站、雷達(dá)PUP產(chǎn)品、MICAPS數(shù)據(jù)等資料的接入。8月份開(kāi)始通過(guò)省內(nèi)廣域網(wǎng)，在韶山、汨羅、臨湘等縣局開(kāi)展業(yè)務(wù)試用， 9月在中國(guó)局對(duì)湖南省CIMISS系統(tǒng)更新完善后，縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了與CIMISS衛(wèi)星產(chǎn)品、雷達(dá)產(chǎn)品、歷史資料庫(kù)的對(duì)接。12月，升級(jí)完善后的“縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)V2．0版”在全省所有縣級(jí)氣象臺(tái)站推廣應(yīng)用。

2.1 接口的服務(wù)功能

表1 接口應(yīng)用情況說(shuō)明

表2 CIMISS系統(tǒng)響應(yīng)測(cè)試結(jié)果

氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一訪問(wèn)接口針對(duì)氣象應(yīng)用系統(tǒng),提供多種不同的服務(wù)方式，包括客戶端調(diào)用服務(wù)、WebService、REST服務(wù)和腳本服務(wù)。其中，客戶端調(diào)用主要面向大數(shù)據(jù)量的獲取，提供高效的數(shù)據(jù)傳輸，支持主流的操作系統(tǒng)，包括Linux 32/64bit、AIX、HPUX、Windows 32/64bit等，提供多種語(yǔ)言的客戶端開(kāi)發(fā)包，包括C#、Java、C/C++、Fortran、PHP、Python等；WebService和 REST服務(wù)支持所有平臺(tái)和語(yǔ)言的調(diào)用，主要針對(duì)前臺(tái)交互應(yīng)用，提供便捷的編程體驗(yàn)；腳本調(diào)用主要服務(wù)于非編程人員，無(wú)需編程即可獲取數(shù)據(jù)，如科研用戶。返回格式包括內(nèi)存對(duì)象（結(jié)構(gòu)體/類對(duì)象）、序列化字符串（XML/JSON/HTML/TEXT等）、數(shù)據(jù)文件（XML/JSON/HTML/TEXT等）以及GIS數(shù)據(jù)格式（KML）等。其中內(nèi)存對(duì)象和數(shù)據(jù)文件，只在客戶端開(kāi)發(fā)包中提供，適用于大數(shù)據(jù)量的獲取和計(jì)算；序列化字符串，適用于數(shù)據(jù)的快速解析和前端顯示應(yīng)用；GIS數(shù)據(jù)格式，適用于GIS疊加顯示分析。

2.2 接口的應(yīng)用情況

縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)通過(guò)統(tǒng)一的API接口對(duì)接省級(jí)CIMISS系統(tǒng)，為全省縣級(jí)氣象臺(tái)業(yè)務(wù)人員提供包含國(guó)家自動(dòng)站、區(qū)域自動(dòng)站、土壤水分站、雷達(dá)PUP產(chǎn)品、衛(wèi)星云圖等資料接入，并實(shí)現(xiàn)歷史資料統(tǒng)計(jì)分析功能，見(jiàn)表1。

2.3 響應(yīng)測(cè)試

為評(píng)估縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)接入后的應(yīng)用效果，對(duì)CIMISS進(jìn)行了一次系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試。測(cè)試環(huán)境選用一臺(tái)臺(tái)式計(jì)算機(jī)，四核2．0G/4GB/1TB、Win2012、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為內(nèi)部局域網(wǎng)，1000Mbps。模擬100個(gè)用戶并發(fā)訪問(wèn)CIMISS系統(tǒng)，調(diào)取全省自動(dòng)站（國(guó)家站和區(qū)域站）1小時(shí)資料，包含站號(hào)、經(jīng)度、緯度、降水、氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、能見(jiàn)度、2分鐘平均風(fēng)向風(fēng)速等。測(cè)試結(jié)果表明，基于CIMISS接口調(diào)取數(shù)據(jù)可以滿足平臺(tái)的時(shí)效性要求。具體測(cè)試結(jié)果詳見(jiàn)表2。

2.4 資料校驗(yàn)

接入CIMISS系統(tǒng)后，對(duì)CIMISS中獲取的各類資料進(jìn)行了部分校驗(yàn)工作，包括及時(shí)性和準(zhǔn)確性的校驗(yàn)。實(shí)際測(cè)試與應(yīng)用情況表明，在整點(diǎn)過(guò)后3分鐘左右，即可從CIMISS中獲取相關(guān)站點(diǎn)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)及時(shí)性高，基本能滿足目前縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)需求。對(duì)地面資料的準(zhǔn)確性進(jìn)行校驗(yàn)，將縣級(jí)綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)從CIMISS獲取的國(guó)家自動(dòng)站、區(qū)域自動(dòng)站資料，與湖南省中小尺度天氣資料應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行了比對(duì)，結(jié)果表明從CIMISS中獲取的資料準(zhǔn)確無(wú)誤。

3 結(jié)語(yǔ)

湖南省綜合氣象業(yè)務(wù)平臺(tái)基于CIMISS省級(jí)數(shù)據(jù)環(huán)境，通過(guò)統(tǒng)一服務(wù)接口調(diào)取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)及時(shí)性、準(zhǔn)確性、權(quán)威性得到保障。實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)系統(tǒng)集約化、預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)流程化、服務(wù)系統(tǒng)個(gè)性化和信息發(fā)布快速化，為縣級(jí)各類氣象業(yè)務(wù)服務(wù)提供綜合支撐。

[1]王宏記，楊代才．基于CIMISS的長(zhǎng)江流域氣象水文信息共享系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014．42(32)：11565—11570．

[2]張正陽(yáng)，朱倩麗．基于CIMISS環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)一訪問(wèn)接口簡(jiǎn)介．沙漠與綠洲氣象，2015年8月．

[3]李靜，陳安，李志宏．縣級(jí)氣象信息綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)．吉林氣象，2014年02期．

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A

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